索尼A7R3内置约4240万有效像素背照式Exmor R CMOS影像传感器，采用无隙芯片镜片技术和纳米抗反射涂层，搭配了新的前端LSI，使影像传感器读取速度提升约2倍； 更新的BIONZ X影像处理器使图像处理速度提高约1.8倍。可通过5K (15MP)超采样拍摄出众的4K高分辨率视频，还具有新的HLG*4(Hybrid Log-Gamma)图像配置文件，支持即时HDR工作流程。